在過(guò)去的50多年間,中國(guó)的航天事業(yè)高速發(fā)展,就拿剛剛過(guò)去的這一年來(lái)說(shuō)吧,先有嫦娥五號(hào)月球挖土而歸,后有天問(wèn)一號(hào)成功被火星捕獲,而這一切都是始于50年前的那個(gè)春季。
在1970年4月24日,我國(guó)自主研發(fā)的長(zhǎng)征一號(hào)運(yùn)載火箭搭載東方紅一號(hào)衛(wèi)星順利升空,當(dāng)火箭劃破長(zhǎng)空的一刻,不僅照亮了中華大地,也在世界航天史上留下來(lái)濃墨重彩的一筆。要知道,當(dāng)時(shí)新中國(guó)成立不過(guò)20載,而就是這短短的20年,中國(guó)航天人使中國(guó)成為了世界上第五個(gè)獨(dú)立研制并成功發(fā)射衛(wèi)星的國(guó)家,同時(shí)也使宇宙第一次聽(tīng)到了“中國(guó)的聲音”。所謂“中國(guó)的聲音”實(shí)際上就是指東方紅一號(hào)衛(wèi)星所發(fā)射的《東方紅》音樂(lè),當(dāng)時(shí)地面接收站在收到東方紅一號(hào)衛(wèi)星所發(fā)射的信號(hào)后,將其解碼,然后由中央人民廣播電臺(tái)將這首來(lái)自宇宙的樂(lè)曲向全世界播放。
我們知道,現(xiàn)在的航天器所使用的能源系統(tǒng)多為太陽(yáng)能電池板或核電池,而東方紅一號(hào)的能源并非來(lái)自于這兩者。
受限于東方紅一號(hào)升空時(shí)的技術(shù)水平,當(dāng)時(shí)所采用的能源供應(yīng)系統(tǒng)仍為化學(xué)電池,具體一點(diǎn)來(lái)說(shuō)就是銀鋅電池。既然采用化學(xué)電池為人造衛(wèi)星供電,那么可想而知,它的工作壽命必然是極其有限的,事實(shí)上東方紅一號(hào)的設(shè)計(jì)工作壽命只有20天。
所謂的“工作壽命”指的就是東方紅一號(hào)衛(wèi)星可以正常向地球輸出信號(hào)的時(shí)間,而在此后實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中,東方紅一號(hào)的工作時(shí)間比設(shè)計(jì)的要長(zhǎng)了不少,它一共在地球軌道工作達(dá)到了28天。那么,現(xiàn)在東方紅一號(hào)在哪里呢?它仍然在地球軌道上,它已經(jīng)在那里飛行了50多年。
已經(jīng)結(jié)束了工作壽命的東方紅一號(hào),為什么沒(méi)有墜入大氣層,而仍然能夠在地球軌道運(yùn)行呢?
如我們所知,現(xiàn)在的很多人造衛(wèi)星以及空間實(shí)驗(yàn)室,在結(jié)束工作之后會(huì)在引導(dǎo)下進(jìn)入大氣,并最終墜落于預(yù)定的無(wú)人區(qū),那么為什么東方紅一號(hào)仍然可以留在地球軌道呢?因?yàn)閴嫐Р⒉皇撬泻教炱鞯奈ㄒ唤Y(jié)局。之所以結(jié)束工作的航天器要在引導(dǎo)下墜落,是因?yàn)椴坏貌贿@樣做,因?yàn)楹教炱髟谶\(yùn)行的過(guò)程中會(huì)受到大氣的阻力,速度會(huì)逐漸降低,最終墜落,如果在不受控制的情況下墜落,那么很可能會(huì)造成人員和財(cái)產(chǎn)的損失,所以引導(dǎo)航天器有計(jì)劃地墜落就是勢(shì)在必行的。
那么航天器如何才能不墜落呢?只要夠高就可以了。一般而言,如果航天器的軌道高度在300公里以上,那么大氣密度則會(huì)變得非常低,航天器也就有了長(zhǎng)期運(yùn)行的可能。
東方紅一號(hào)升空時(shí)的近地點(diǎn)高度為439公里,而遠(yuǎn)地點(diǎn)高度達(dá)到了2384公里,在這個(gè)高度之上,大氣的影響已經(jīng)可以忽略不計(jì),這也成為了東方紅一號(hào)可以長(zhǎng)期運(yùn)行的第一個(gè)關(guān)鍵。
而第二個(gè)關(guān)鍵就是它的能源系統(tǒng),因?yàn)榧夹g(shù)限制,東方紅一號(hào)采用的是化學(xué)電池,這雖然使得其工作壽命很短,但同時(shí)也使其能夠長(zhǎng)久運(yùn)行于地球軌道,因?yàn)槿绻捎昧颂?yáng)能電池板,那么衛(wèi)星就會(huì)受到很大的迎風(fēng)力,相比之下就更容易墜落。現(xiàn)在,東方紅一號(hào)已經(jīng)在地球軌道運(yùn)行了50余年,雖它的高度有所降低,近地點(diǎn)來(lái)到了437公里,遠(yuǎn)地點(diǎn)降到了2057公里處,但要想墜入大氣,還需要很長(zhǎng)很長(zhǎng)的時(shí)間。
未來(lái)我們會(huì)主動(dòng)回收東方紅一號(hào)嗎?我們有能力回收嗎?會(huì)不會(huì)回收,這不好說(shuō),但如果想回收,我們是有這個(gè)能力的。
事實(shí)上要想回收一顆處于失控狀態(tài)繞地飛行的衛(wèi)星,是具有相當(dāng)難度的,當(dāng)今世界上大多數(shù)國(guó)家都無(wú)法做到,要想對(duì)失控衛(wèi)星進(jìn)行回收就需要真正意義上的黑科技,而這種黑科技就被我們稱之為“在軌衛(wèi)星捕獲技術(shù)”,目前世界上僅有兩個(gè)國(guó)家掌握這項(xiàng)技術(shù),一個(gè)是中國(guó),另一個(gè)是美國(guó)。
簡(jiǎn)單來(lái)講,在軌衛(wèi)星捕獲技術(shù)就是利用機(jī)械臂和網(wǎng)來(lái)抓住目標(biāo)衛(wèi)星,然后再將其拖回地球大氣。不過(guò)“在軌衛(wèi)星捕獲技術(shù)”并不是為了回收東方紅一號(hào),而是為了清理太空垃圾,至于東方紅一號(hào)是否要回收,現(xiàn)在還不知道,但目前肯定不會(huì),作為我國(guó)自主研制并發(fā)射的第一顆衛(wèi)星,它就如一盞明燈,指引著中國(guó)航天不斷邁向更高的山峰。
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